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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Scanner und im
einzelnen auf Scanner mit mehreren Auflösungen.
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2. Beschreibung des Standes
der Technik
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Optische
Scanner sind in einer Vielzahl von Vorrichtungen zu finden, einschließlich, aber
nicht ausschließlich,
alleinstehender Scanvorrichtungen, Faxgeräte, Kopierer und Geräte, die
Scanner, Kopierer, Drucker und Faxgerät kombinieren. Die optischen
Scanner erfassen und digitalisieren Bilder, z. B. einer Drucksache
wie z. B. Text und Photographien auf Blättern von Papier oder anderen
Substraten. Die digitalisierten Bilder können gedruckt, an eine entfernte
Position übermittelt
oder zum späteren
Drucken bzw. zur späteren Übermittlung,
Verarbeitung oder Manipulation elektronisch gespeichert werden.
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Herkömmliche
optische Scanner umfassen einen CCD-Sensor (CCD = charge coupled
device, ladungsgekoppelte Vorrichtung) oder ein anderes lineares
Array von photoelektrischen Erfassungselementen, eine Lichtquelle,
einen analogen Verstärker, einen
Analog/Digital-Wandler, eine Steuerung und einen Direktzugriffsspeicher.
CCD-Sensoren umfassen üblicherweise
eine große
Anzahl von photoelektrischen Erfassungselementen, von denen jedes
Licht erfasst, das ein einzelnes Pixel des Bildes darstellt. Die
Erfassungselemente, die in einem linearen Array angeordnet sind,
erfassen eine Pixellinie. Als solches kann ein Objekt Linie für Linie
gescannt bzw. abgetastet werden, indem das Array relativ zu dem
Objekt bewegt wird (z. B. bei einem Flach bettscanner) oder indem
das Objekt relativ zu dem Array bewegt wird (z. B. bei einem Blattzufuhrscanner).
Die Lichtquelle ist üblicherweise
eine Lampe, z. B. eine Kaltkathodenlampe oder eine Xenonlampe. Licht
von der Quelle, das entweder von einem Objekt reflektiert oder durch
das Objekt transmittiert wird, wird mit einer Spiegel- und Linsenanordnung
auf den CCD-Sensor fokussiert. Jedes photoelektrische Erfassungselement
wandelt das Licht, das es empfängt,
in eine elektrische Ladung um, deren Größe von der Intensität des Lichts
und der Belichtungszeit abhängt.
Die Ladungen werden über
den analogen Verstärker
in analoge Spannungen umgewandelt, und die analogen Spannungen werden
anschließend
durch den Analog/Digital-Wandler digitalisiert.
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Manche
optische Scanner sind in der Lage, in zwei oder mehr Auflösungsmodi
zu arbeiten. Der Auflösungspegel
wird variiert, indem die Größe des Objekts,
das auf die Erfassungselemente projiziert wird, variiert wird, ohne
die Anzahl von Erfassungselementen, die gerade verwendet werden,
zu variieren. Je kleiner das Objekt, desto höher die Auflösung. Der
Auflösungspegel
wird durch die Verwendung von austauschbaren Linsen verändert. Beispielsweise kann
eine Linse bewirken, dass ein Objekt von 8 ½ Zoll (21,59 cm) auf das
Erfassungselement projiziert wird, während eine andere die Größe des Objekts
auf 4 Zoll (10,16 cm) verringern kann, indem sie den mittleren Abschnitt
des einen Text oder ein Bild aufweisenden Substrats auf dasselbe
Erfassungselement fokussiert.
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Ein
Problem, das in Verbindung mit herkömmlichen optischen Scannern
auftritt, ist die Verringerung der Bildqualität, die durch Schwankungen der
Intensität
des durch die Lampe emittierten Lichts verursacht wird. Derartige
Schwankungen treten auf, während
sich die Lampe auf ihre Betriebstemperatur aufwärmt, bei der die Lichtintensität stabil
ist. Beispielsweise können
Kaltkathodenlampen bis zu 60 Sekunden oder länger brauchen, um sich aufzuwärmen. Die
Lichtinten sität
bei der Betriebstemperatur schwankt, mit der Alterung der Lampe,
ebenfalls über die
Zeit hinweg. Dieses Problem ist vor allem bei Farbscannern akut,
bei denen sich die Intensität
von Rot, Grün
und Blau in Bezug aufeinander ändern, wenn
sich die Lichtintensität ändert, was
zu Farbtonfehlern führt.
Trotz der Tatsache, dass optische Scanner in der Regel „Weiß-Referenz"- und „Schwarz-Referenz"-Kalibrierungen beim Starten durchführten, waren
Schwankungen der Lichtintensität
während Scanvorgängen somit
problematisch.
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Eine
herkömmliche
Lösung
dieses Problems bestand darin, den Scanvorgang einfach um einen vorbestimmten
Zeitraum, der ausreichend ist, um der Lampe zu ermöglichen,
ihre Betriebstemperatur zu erreichen, zu verschieben, was unzweckmäßig ist. Die
Verzögerungen
können
durch die Verwendung von Xenonlampen beseitigt werden, da sie ihre
Betriebstemperatur rasch erreichen. Jedoch sind Xenonlampen teuer. Überdies
geht ein Verzögern
des Scanvorgangs und/oder eine Verwendung von Xenonlampen nicht
auf das Problem von Schwankungen der Lichtintensität über die
Lebensdauer der Lampe ein.
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In
jüngerer
Zeit wurden optische Scanner eingeführt, die die Intensität der Lampe
während
jedes Scanvorgangs überwachen
und jegliche Schwankungen der Lampenintensität automatisch kompensieren.
Hier fokussiert die Licht- und Linsenanordnung Licht, das von einer
bekannten Referenz (oder einem „Lampenüberwachungselement"), z. B. einem weißen Bereich,
der an einem der Seitenränder
des Objekts positioniert ist, reflektiert wird, während des
gesamten Dokumentenscanvorgangs auf eine
vorbestimmte Anzahl von Erfassungselementen der CCD. Auf der Grundlage
der eventuell vorhandenen Differenz zwischen den durch die Erfassungselemente
erzeugten tatsächlichen
Spannungen und der erwarteten Spannung wird für jede Pixelzeile ein Lichtintensitätskompensationssignal
erzeugt. Das Kompensationssignal wird durch die Steuerung verwendet,
um die Signale wo nötig anzupassen.
Ein Beispiel eines Scanners, der eine derartige Referenzanordnung
beinhaltet, ist in der gemeinschaftlich übertragenen U.S.-Patentschrift
Nr. 5,278,674 offenbart.
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Obwohl
herkömmliche
Scanner mit Lampenintensitätsüberwachungsfähigkeiten
nützlich
sind, stellte der Erfinder der vorliegenden Erfindung fest, dass
diese Fähigkeiten
bei Mehrauflösungsscannern noch
nicht vollständig
implementiert wurden. Der Erfinder stellte ferner fest, dass die
bisherige Unfähigkeit,
eine Lampenintensitätsüberwachung
und ein Mehrauflösungsscannen
zu kombinieren, auf die Tatsache zurückzuführen ist, dass das herkömmliche Lampenüberwachungselement,
das sich während
eines Normalauflösungsscanvorgangs
an dem Seitenrand des Objekts befindet, nicht in einem Scanvorgang
einer höheren
Auflösung
enthalten ist. Überdies wird
ein Scanvorgang einer normalen Auflösung allein schon dadurch gestört, dass
das Lampenüberwachungselement
nach innen zu einer Position bewegt wird, wo es sich bei einem Scanvorgang
einer höheren
Auflösung
an dem Seitenrand des Objekts befindet (oder dadurch, dass an dieser
Position ein zweites Lampenüberwachungselement
hinzugefügt wird).
Somit konnten herkömmliche
Mehrauflösungsscanner
eine Lampenintensität
lediglich in dem Normalauflösungsmodus überwachen,
und es war erforderlich, dass Benutzer warteten, bis die Lampe ihre
Betriebstemperatur erreichte, bevor ein Scannen in dem Modus bzw.
den Modi mit höherer
Auflösung durchgeführt wurde.
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In
der U.S.-Patentschrift Nr. 4,580,172 ist ein Dokumentenhandhabungsgerät offenbart,
das einen Scanwagen beinhaltet, der einen Scanner darstellt. Der
Scanwagen umfasst eine Linsenanordnung mit einer Linse und einer
photoelektrischen Aufgreifanordnung, z. B. einem CCD-Array (CCD
= charge coupled device, ladungsgekoppelte Vorrichtung). Ein Paar
von Dokumentenbeleuchtungslampen beleuchtet ein Dokument, das auf
dem Scansystem angeordnet ist. Eine Linie von Bildpixeln des Dokuments
wird durch die Linse auf dem/das CCD-Array abgebildet. Das System
ist in der Lage, bei zwei verschiedenen Sichtfeldern zu arbeiten,
nämlich
einem breiten Sichtfeld und einem schmalen Sichtfeld.
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Die
U.S.-Patentschrift Nr. 6,028,681 offenbart einen Dokumentenscanner,
der ein Lichtverarbeitungssystem aufweist, das ein CCD-Matrixarray, eine
Scannerlampe zum Beleuchten eines zu scannenden Dokuments sowie
einen Lichtüberwachungsfenstervorsprung
umfasst. Licht, das von dem Dokument reflektiert wird, wandert auf
einem Dokumentenbildpfad und wird durch einen Bildempfangsbereich
des CCD-Arrays empfangen. Licht, das von dem Vorsprung reflektiert
wird, wandert auf einem Lichtrückkopplungspfad
und wird durch einen Lichtüberwachungsbereich
des CCD-Arrays empfangen. Somit wird ein positiver, zuverlässiger Rückkopplungspfad
zum Anpassen von Digitalbildverstärkungssteuerungen bereitgestellt.
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Demgemäss besteht
eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Scanner bereitzustellen,
der zu praktischen Zwecken die zuvor erwähnten Probleme auf dem Fachgebiet
vermeidet. Insbesondere besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung
darin, einen Mehrauflösungsscanner
bereitzustellen, der eine Lampenintensität in mehreren Auflösungsmodi überwachen
kann. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin,
einen Mehrauflösungsscanner
mit mehreren Lampenüberwachungselementen
bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, einen Scanner bereitzustellen, der in einem Hochauflösungsmodus
scannen kann, während
sich die Lampe aufwärmt.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Scanner gemäß Anspruch 1 erzielt.
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Um
manche dieser und anderer Ziele zu bewerkstelligen, umfasst ein
Scanner gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ein erstes und ein zweites Lampenüberwachungselement
und ein Lichtumlenksystem, das in einem ersten Modus wirksam ist,
um Licht, das von einem gescann ten Objekt und dem ersten Lampenüberwachungselement
reflektiert wird, auf einen Sensor zu fokussieren, und das in einem
zweiten Modus wirksam ist, um Licht, das von dem Objekt und dem
zweiten Lampenüberwachungselement
reflektiert wird, auf den Sensor zu fokussieren. Die Lampenüberwachungselemente
sind derart angeordnet, dass das erste Lampenüberwachungselement Scanvorgänge in dem
zweiten Modus, der ein Hochauflösungsscanmodus
sein kann, nicht stört,
und dass das zweite Lampenüberwachungselement
Scanvorgänge
in dem ersten Modus, der ein Normalauflösungsscanmodus sein kann, nicht
stört.
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Ein
derartiger Scanner liefert eine Anzahl von Vorteilen gegenüber herkömmlichen
Scannern. Beispielsweise ermöglicht
die vorliegende Erfindung, dass Mehrauflösungsscanner mit Lampenintensitätsüberwachungs-
und -kompensationsfähigkeiten
ausgestattet werden, die bisher nicht zur Verfügung standen. Da für jeden
der Scanmodi Lampenüberwachungselemente
derart bereitgestellt werden, dass sie Scanvorgänge in den anderen Modi nicht
stören, ermöglicht die
vorliegende Erfindung die Verwendung von Lampenüberwachungselementen bei Scanmodi
sowohl einer normalen als auch einer hohen Auflösung. Die vorliegende Erfindung
ermöglicht ferner
die Verwendung eines Hochauflösungsscanmodus
während
des Aufwärmens.
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Die
oben beschriebenen und viele andere Merkmale und damit verbundene
Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offensichtlicher, wenn
die Erfindung durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche
Beschreibung, wenn diese in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
betrachtet wird, besser verständlich
wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Unter
Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen erfolgt nun eine ausführliche
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
der Erfindung.
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Scanners und eines Computersystems
gemäß einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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2 ist
eine Draufsicht des Gehäusefensters
des in 1 veranschaulichten Scanners.
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3 ist
eine schematische Draufsicht von Lichtpfaden für Normal- und Hochauflösungsscanmodi,
die das reflektierte Licht zeigt, während es sich an die Linsenanordnungen
annähert
und durch dieselben hindurch gelangt, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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4 ist
eine schematische Seitensicht von Lichtpfaden für Normal- und Hochauflösungsscanmodi,
die das reflektierte Licht zeigt, während es sich an die Linsenanordnungen
annähert
und durch dieselben hindurch gelangt, gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
eine perspektivische Ansicht einer Linsenanordnungsaustauschvorrichtung
gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Es
folgt nun eine ausführliche
Beschreibung des besten derzeit bekannten Modus zum Ausführen der
Erfindung. Diese Beschreibung ist nicht als Einschränkung aufzufassen,
sondern erfolgt lediglich zum Zweck der Veranschaulichung der allgemeinen Prinzipien
der Erfindung. Ferner sei angemerkt, dass ausführliche Erläuterungen verschiedener interner Betriebskomponenten
von Scannern, die für
die vorliegende Erfindung nicht relevant sind, z. B. die Einzelheiten
des Bildverarbeitungssystems, Blattzufuhrsystems und der Wechselwirkung
mit einem Computer, der Einfachheit halber weggelassen wurden.
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Wie
beispielsweise in 1 veranschaulicht ist, kann
ein Scanner 10 gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung in Kombination mit einem Computersystem 12 verwendet
werden, das einen Computer 14, einen Monitor 16 und
einen Drucker 18 umfasst. Der Scanner 10 ermöglicht,
dass Bilder auf einem Dokument 20 (oder einem anderen Objekt)
durch ein optisches Scansystem 22 gescannt, in ein elektrisches
Signal umgewandelt, verarbeitet und digitalisiert werden. Anschließend können die
Bilder zur Speicherung, zur Anzeige auf dem Monitor 16 oder
zur Reproduktion mit dem Drucker 18 an den Computer 14 transferiert werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit dem exemplarischen
Scanner 10 beschrieben ist, der eine alleinstehende Scanvorrichtung
ist, die in Kombination mit dem Computersystem 12 verwendet
wird, kann die vorliegende Erfindung in jeglicher Vorrichtung verkörpert sein,
die ein optisches Scansystem umfasst. Derartige Vorrichtungen umfassen
Faxgeräte,
Kopierer, Kombinationsgeräte aus
Scanner, Kopierer und Drucker und Kombinationsgeräte aus Scanner,
Kopierer, Drucker und Faxgerät,
sind aber nicht auf diese beschränkt.
Obwohl der exemplarische Scanner 10 ein Blattzufuhrscanner
ist, bei dem das Dokument durch eine Dokumentenzufuhrvorrichtung 23 relativ
zu dem optischen Scansystem bewegt wird, kann die vorliegende Erfindung
auch in einer Vorrichtung verkörpert
sein, bei der zumindest ein Teil des optischen Scansystems relativ
zu dem Dokument bewegt wird, z. B. einem Flachbettscanner.
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Das
exemplarische optische Scansystem 22 kann eine Lichtquelle 24,
ein Paar von austauschbaren Linsenanordnungen 26 und 28 sowie
ein Sensorarray 30 umfassen. Geeignete Lichtquellen umfassen
Kaltkathodenlampen, Heißkathodenlampen, LEDs
und Xenonlampen. Geeignete Sensorarrays umfassen CCDs, die in einem
linearen Array von gesonderten Erfassungselementen konfiguriert
sind, die eine Größe zwischen
4 Mikrometern und 8 Mikrometern aufweisen. Jede Linsenanordnung
kann aus einer oder mehreren Linsen bestehen. Die Linsenanordnungen 26 und 28 sind
bei dem exemplarischen Ausführungsbeispiel
Mehrfachlinsen-Linsenanordnungen, die von Largan Optical, einem
Unternehmensbereich von Largan, Inc., und Asia Optical Co., Inc.,
die beide in Taiwan sitzen, im Handel erhältlich sind. Die Linsenanordnung 26 fokussiert
vorzugsweise ein Lichtüberwachungselement
und eine Abtastlinie von 8 ½ Zoll
auf das Sensorarray 30, wohingegen die Linsenanordnung 28 vorzugsweise
ein Lichtüberwachungselement
und eine Abtastlinie von 4 Zoll auf denselben Abschnitt des Sensorarrays
fokussiert, um einen Scanvorgang einer höheren Auflösung zu liefern. Elektrische
Signale von dem Sensorarray 30 werden durch eine Steuerung 32 verarbeitet
und digitalisiert. Die Steuerung 32 steuert ferner den
Betrieb der Lichtquellenleistungsversorgung 34. Die Leistungsversorgung 34 steuert
wiederum den Intensitätspegel
der Lichtquelle 24, indem sie die Menge an elektrischer
Energie, die der Lichtquelle bereitgestellt wird, variiert.
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Das
in 1 veranschaulichte bevorzugte Ausführungsbeispiel
ist ferner mit einem Gehäuse 36 versehen,
das das optische Scansystem 22 umschließt und ein aus Glas oder einem
beliebigen anderen geeigneten Material gebildetes Fenster 38 umfasst.
Das Fenster 38 kann auch einfach eine unbedeckte Öffnung in
dem Gehäuse 36 sein.
Das Dokument 20 wird durch die Lichtquelle 24 bestrahlt,
während
es das Fenster 38 passiert. Der Intensitätspegel des
Lichtes sollte ausreichend sein, um zu ermöglichen, dass das Bild auf
dem Dokument 20 während der
Umwandlung des Bildes in elektrische Signale, die Angaben über das
Bild machen, beleuchtet und differenziert wird. Licht, das von dem
Dokument reflektiert wird, wird durch eine Serie von Spiegeln 40a–e zu
einer der Linsenanordnungen 26 und 28 umgelenkt.
Der Pfad des Lichtes für
einen Normalauflösungsscanvorgang
ist durch durchgezogene Linien 41 gezeigt, wohingegen der
Lichtpfad für
einen Hochauflösungsscanvorgang
durch gestrichelte Linien 43 gezeigt ist (der Übersichtlichkeit
halber sind lediglich einige der gestrichelten Linien 43 in 1 gezeigt).
Die Linsenanordnung fokussiert das Licht wiederum auf das Sensorarray 30.
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Licht
wird Pixelzeile (oder „Abtastlinie") um Pixelzeile reflektiert
und auf das Sensorarray 30 fokussiert. Wie beispielsweise
in den 1 und 2 veranschaulicht ist, ist ein
erstes Lichtüberwachungselement 42 an
dem Seitenrand einer Normalauflösungsabtastlinie 44 positioniert.
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein zweites Lichtüberwachungselement 46 an
dem Seitenrand einer Hochauflösungsabtastlinie
bzw. -scanlinie 48 positioniert. Die Normalauflösung beträgt bei dem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
600 dpi, kann jedoch zwischen 150 dpi und 1.200 dpi betragen, und
die Hochauflösung
beträgt
vorzugsweise 1.200 dpi, kann jedoch zwischen 300 dpi und 4.800 dpi
betragen oder auch darüber
liegen. Die Bedeutung des zweiten Lichtüberwachungselements 46 wird
nachstehend ausführlich
erläutert.
Die Lichtüberwachungselemente 42 und 46 sind
vorzugsweise dünne
Kunststoffstücke, die
auf, über
oder unter dem Fenster 38 positioniert sind und eine Größe von etwa
4 mm × 3
mm aufweisen. Es können
auch weiße
Beschichtungen verwendet werden. Andere Lichtüberwachungselemente umfassen
Spiegel, Linsen und Linsen- und Spiegelanordnungen, die Licht auf
den betreffenden Abschnitt des Sensorarrays 30 lenken.
Wenn kein Glas oder anderes Material verwendet wird und das Fenster 38 einfach
eine nicht zugedeckte Öffnung
in dem Gehäuse 36 ist,
sind die Lichtüberwachungselemente 42 und 46 derart
an dem Gehäuse
angebracht, dass sie in das Fenster (und den Lichtpfad) vorstehen.
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Die
Lichtüberwachungselemente 42 und 46 erfüllen jeweils
dieselbe Funktion, d. h. liefern eine Referenz, die durch die Steuerung 32 verwendet wird,
um zu gewährleisten,
dass Bilder trotz Schwankungen der Lichtquellenintensität während der
Aufwärmperiode
und Schwankungen der Lichtquellenintensität, die auf ein Altern der Lichtquelle 24 zurückzuführen sind,
präzise
und einheitlich reproduziert werden. Insbesondere wird das Licht,
das durch das Lichtüberwachungselement
reflektiert wird, auf eine relativ kleine Anzahl von Erfassungselementen 50 fokussiert,
die an einem der Längsränder des
Sensorarrays 30 positioniert sind. [Siehe 3.]
Eine typische Anzahl liegt bei etwa 5 oder 6 Erfassungselementen.
Auf der Grundlage der eventuell vorhandenen Differenz zwischen den
durch die Erfassungselemente 50 erzeugten tatsächlichen
Spannungen und der durch die Erfassungselemente erzeugten erwarteten
Spannung wird für
jede Pixelzeile ein Lichtintensitätsvergleichssignal erzeugt.
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Das
Kompensationssignal wird verwendet, um den Gewinn des Signals von
dem Sensorarray 30 zu variieren. Analoge Signale von dem
Sensorarray 30 werden durch einen Verstärker verstärkt und durch einen A/D-Wandler
von analog zu digital umgewandelt. Die Signale werden durch die
Steuerung 32 analysiert, und falls notwendig wird ein Kompensationssignal
erzeugt. Das Kompensationssignal wird durch einen D/A-Wandler in ein analoges
Signal umgewandelt und wird dann dem Verstärker zugeführt, um den Gewinn einzustellen.
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Gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, und wie in den 2 und 3 veranschaulicht
ist, ist eine Hochauflösungsabtastlinie 48 um
beispielsweise etwa 2 mm bis 4 mm in der Scanrichtung von der Normalauflösungsabtastlinie 44 versetzt.
Die „Scanrichtung" ist selbstverständlich die
Richtung, in die sich das Doku ment 20 bei dem exemplarischen
Blattzufuhrausführungsbeispiel
bewegt, oder die Richtung, in die sich ein Abschnitt des Scansystems
bei einem Flachbettscanner bewegt. Eine derartige Positionierung führt dazu,
dass das Hochauflösungslichtüberwachungselement 46 um
etwa 2 mm bis 4 mm von der Normalauflösungsabtastlinie 44 versetzt
ist, und verhindert somit, dass das Hochauflösungslichtüberwachungselement einen Normalauflösungsscanvorgang
stört.
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Die
Scanposition kann wie folgt von der Normalauflösungsabtastlinie 44 an
die Hochauflösungsabtastlinie 48 angepasst
werden. Reflektiertes Licht wird in der Lichtquellenintensität, die durch
die nachstehend unter Bezugnahme auf 5 beschriebene Austauschvorrichtung 52 in
die Betriebsposition (bzw. „Gebrauchs"-Position) bewegt
wurde, auf die austauschbare Linsenanordnung (26 oder 28)
gelenkt. Um Licht von verschiedenen Abschnitten des Fensters 38 auf
das Sensorarray 30 zu fokussieren, d. h. Licht von den
Abschnitten, die den Normal- und Hochauflösungsabtastlinien 40 und 44 entsprechen, können die
Linsenanordnungen 26 und 28 entweder in unterschiedlicher
Weise winkelmäßig ausgerichtet sein,
wenn sie sich in der Betriebsposition befinden, können an
verschiedenen vertikalen Positionen positioniert sein, wenn sie
sich in der Betriebsposition befinden, können an verschiedenen Längspositionen (d.
h. entlang der Achse, die durch das reflektierte Licht definiert
wird, während
es sich der Linse annähert)
positioniert sein, wenn sie sich in der Betriebsposition befinden,
oder jegliche Kombination derselben. Wie beispielsweise in den 3 und 4 veranschaulicht
ist, sind die Betriebspositionen der Linsenanordnungen 26 und 28 bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
sowohl vertikal als auch der Länge
nach voneinander versetzt.
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Alternativ
können
einer oder mehr der Spiegel 40a–e neu ausgerichtet werden,
wenn der Scanner 10 zwischen dem Normal- und dem Hochauflösungsscanmodus
umschaltet. Eine derartige Neuausrichtung würde bewirken, dass das reflek tierte Licht
von der Hochauflösungsabtastlinie 44 entlang demselben
winkelmäßigen Pfad
von dem Spiegel 40e zu der Linsenanordnung 28 wandert,
den das reflektierte Licht von der Normalauflösungsabtastlinie 40 von
dem Spiegel 40e zu der Linsenanordnung 26 wandert,
wodurch das Erfordernis einer unterschiedlichen vertikalen Ausrichtung
eliminiert wird.
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Eine
exemplarische Linsenanordnungsaustauschvorrichtung, die allgemein
durch das Bezugszeichen 52 dargestellt ist, ist in 5 veranschaulicht.
Die exemplarische Linsenaustauschvorrichtung umfasst ein Basisbauglied 54,
in dem ein Paar von Schlitzen 56 und 58 gebildet
sind. Ein Shuttle 60 ist derart in den Schlitzen 56 und 58 positioniert,
dass es relativ zu dem Basisbauglied 54 seitlich verschoben werden
kann. Obwohl keine Einschränkung
auf derartige Vorrichtungen vorliegt, sind eine Anordnung eines
Elektromotors/einer elektrischen Schnecke oder ein manuell mit Leistung
versorgter Schieber (beides nicht in den Figuren gezeigt) Beispiele
von Vorrichtungen, die verwendet werden können, um das Shuttle 60 hin
und her zu bewegen. Das Shuttle 60 trägt ein Paar von Linsengehäusen 62 und 64.
Die Linsenanordnung 26, die dazu verwendet wird, während eines
Normalauflösungsscanvorgangs
Licht auf das Sensorarray 30 zu fokussieren, ist in dem
Gehäuse 62 untergebracht,
während
die Linsenanordnung 28, die dazu verwendet wird, Licht
während
eines Hochauflösungsscanvorgangs
auf das Sensorarray zu fokussieren, ist in dem Gehäuse 64 untergebracht.
Das Shuttle 60 umfasst ferner eine Reihe von Schlitzen 66,
in denen die Linsengehäuse 62 und 64 laufen. Die
Schlitze 66 ermöglichen,
dass die Positionen der Linsengehäuse 62 und 64 während der
Herstellung feinabgestimmt werden. Eine Serie von Anbringlöchern 68 kann
verwendet werden, um die Linsenaustauschvorrichtung in dem Scanner 10 zu
befestigen.
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Es
können
auch andere Vorrichtungen zum Bewegen der Linsenanordnungen 26 und 28 zwischen
ihren jeweiligen Betriebsbereit- und Nicht-Betriebsbereit-Positionen
verwendet werden.
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Beispielsweise
können
die Linsenanordnungen 26 und 28 an einer drehbaren
Vorrichtung angebracht werden, die sie in dieselben Positionen positioniert
wie die Linsenanordnungsaustauschvorrichtung 52.
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Auf
seinem Weg zu der Linsenanordnung, die sich in der Betriebsbereit-Position
befindet (Linsenanordnung 28 in 5), passiert
Licht von den Spiegeln 40a–e eine
Kugel- und Arretierungsvorrichtung 70. Die Kugel- und Arretierungsvorrichtung
umfasst eine nach hinten gewandte federbelastete Kugel, die mit
einer Arretierung in dem Shuttle 60 zusammenpasst, um das
Shuttle auszurichten und es vor dem und während des Scannens in seiner
Position zu festzuhalten. Das Licht wird anhand der Linse durch
eine Öffnung 72 in
einem Innengehäuse 74, das
verhindert, dass Streulicht, d. h. ein anderes Licht als das, das
durch die Linsenanordnung in der Betriebsposition fokussiert wird,
auf das Sensorarray 30 auftrifft, umgelenkt. Das Licht
gelangt durch das Innengehäuse 74,
dessen Abdeckung in 5 entfernt ist, und anschließend durch
eine Öffnung 76 zu dem
Sensorarray 30, das in einem Rahmen 78 angebracht
ist. Die Bildverarbeitung erfolgt anschließend auf die oben beschriebene
Weise. Zusätzlich
zu einem Abdecken des Innengehäuses
umfasst die (nicht gezeigte) Abdeckung vorzugsweise einen markisenartigen
Abschnitt, der sich über
der Öffnung 72 über das
Gehäuse
hinaus erstreckt.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand des obigen bevorzugten Ausführungsbeispiels
beschrieben wurde, leuchten Fachleuten ohne weiteres zahlreiche
Modifikationen und/oder Zusätze
zu dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel ein. Beispielsweise,
jedoch nicht einschränkenderweise,
kann statt eines Weißlichtüberwachungselements
ein Schwarzlichtüberwachungselement
verwendet werden. Ferner können
zusätzliche
Abtastlinien und Weiß-
(oder Schwarz-) Lichtüberwachungselemente
hinzugefügt
werden, falls zusätzliche
Auflösungspegel
gewünscht
werden sollten. Es ist beabsichtigt, dass sich der Schutzumfang
der vorliegenden Erfindung auf alle derartigen Modifikationen und/oder
Zusätze
erstreckt.